Ідеальний холодильник. Вчені знайшли принципово новий спосіб охолодження

Стандартні холодильні системи працюють за допомогою газу, що охолоджується в міру розширення. Цей спосіб є надзвичайно ефективним, однак гази, які використовуються в ньому, надзвичайно шкідливі для навколишнього середовища, пише Science Alert.

У новому дослідженні група вчених з Національної лабораторії Лоуренса та Каліфорнійського університету в Берклі зосередилися на винаході принципово нового способу охолодження, який був не тільки ефективним і менш витратним, але й залишався дружнім для навколишнього середовища.

У Фокус.Технології з'явився свій Telegram-канал. Підписуйтесь, щоб не пропускати найсвіжіші та найзахопливіші новини зі світу науки!

Новий метод, розроблений дослідниками, називається іонокалоричним охолодженням — у ньому використовуються переваги накопичення та вивільнення енергії під час зміни фази матеріалу, наприклад, коли вода переходить з твердого стану в рідкий.

За словами інженера-механіка Дрю Ліллі, одним зі способів змусити кригу танути без нагріву додати кілька заряджених частинок або іонів. Найпоширенішим прикладом цього в дії є посипання льоду сіллю взимку — по суті, іонокалоричний цикл також використовує сіль для зміни фази рідини та охолодження навколишнього середовища.

На сьогодні ландшафт холодоагентів є однією з найсерйозніших нерозв'язаних проблем. Досі нікому не вдавалося створити альтернативне рішення, яке охолоджувало б продукти настільки ж ефективно і разом з тим було безпечним і не завдавало шкоди навколишньому середовищу.

Дослідники припускають, що саме іонокалоричний цикл може допомогти досягти всіх цих цілей, проте основним завданням є його правильна реалізація. Під час дослідження вчені розробили теорію іонокалоричного циклу, щоб продемонструвати, як вона потенційно може конкурувати, а можливо і перевершити системи охолодження, що використовуються сьогодні.

Вчені розробили модель, в якій струм, що проходить через систему, переміщував би в ній іони, тим самим зрушуючи точку плавлення матеріалу, щоб змінити температуру. Пізніше дослідники підтвердили теорію лабораторними експериментами з використанням солі (приготованої з йоду та натрію). Зазначимо, що цей органічний розчинник використовується в літій-іонних батареях і проводиться з використанням вуглецю як вихідний матеріал. У результаті цей підхід може зробити систему нульової, а й негативною.

Під час експериментів вченим вдалося відтворити зсув температури на 25 градусів за Цельсієм коштом менш ніж одного вольту заряду електрики. Цей результат перевершує щось, чого вдавалося досягти вченим з допомогою інших технологій.

За словами іншого інженера-механіка Раві Прашера, їх із колегами основним завданням було збалансувати три речі:

• потенціал глобального потепління холодоагенту;
• енергоефективність;
• вартість обладнання.

Вже з першої спроби дані дослідників виглядають перспективними. Дослідники зазначають, що надалі їм потрібно буде перенести технологію з лабораторії до практичних систем, які можна було б масштабувати та використовувати в комерційних цілях. Вчені також зазначають, що їхню нову технологію можна буде використовувати не тільки для охолодження, а й для підігріву.

Раніше Фокус писав про те, як довго холодильник та морозилка тримають мінусову температуру, якщо відключили електрику.